مدل‌سازی عددی سیستم کنترل دمایی باتری لیتیوم یون در دمای اولیه‌ی پایین

نویسندگان

1 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.22060/mej.2022.20343.7212
چکیده

دمای باتری لیتیوم یون تأثیر چشمگیری بر عملکرد آن دارد و حفظ دمای باتری‌ در دمای عملیاتی مناسب بسیار مهم است؛ به طوری که علاوه بر تأثیر بر عملکرد، امنیت و عمر بیشتر باتری را نیز تضمین می‌کند. در این مقاله، عملکرد یک سیستم کنترل دمای باتری لیتیوم یون با مجموعه‌ی ۶ سل در شرایط آب و هوایی سرد (دمای اولیه ‌oC20-) بررسی شده است. اختلاف دمای حداکثر و دمای میانگین باتری‌ها به عنوان معیارهای سنجش عملکرد سیستم کنترل دما در نظر گرفته شده و اثرات دبی، تعداد صفحات و آرایش جریان سیال ورودی شامل روش ساده، جریان مخالف و جریان مخالف زیگزاگ روی این دو مشخصه و بر زمان گرم شدن باتری بررسی شده است. با افزایش دبی سیال ورودی، باتری‌ها سریع‌تر به دمای عملکردی oC20 می‌رسند و اختلاف دما کاهش می‌یابد. با افزایش تعداد صفحات در دبی ثابت، سرعت گرمایش در دبی‌های بالا سریع‌تر خواهد شد. آرایش جریان مخالف زیگزاگ شکل، عملکرد بهتری از سایر موارد برای شاخص اختلاف دما دارد و تا 8 برابر اختلاف دما را کاهش داده و به 2/1 درجه سلسیوس در حالت حداکثری می‌رساند؛ اما سرعت گرمایش باتری در همه‌‌ی حالات جریان مخالف کندتر از آرایش جریان سیال ساده است.